同人 飞艇之光
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level 9
Null84 楼主
新人,试着写一篇同人,满足一下自己的小想法,欢迎大家多提意见。
第一个五年计划后,海军和陆军陆续走上了正轨。然而,作为现代战争的决定性力量的空军却一直以来看不到希望。实际上,大部分元老从没有将飞行器纳入考虑。在他们看来,在没有成熟的燃油和多缸汽油机开发出来之前,飞行器是飞不起来的。
万事都有个例外,似乎为了印证这句话似的,有一位一直以来默默无闻的元老却一直努力着尝试飞行。纳兰傲雪,热爱飞翔的她一直以来希望自己成为新世界的莱特兄弟。D日开始的时候,作为一个样样通,样样松的多面手,却因为缺少专精的专业技能而一直在各个部门的边缘游走着。虽然几经努力,不过显然,说服执委会为飞行器项目立项拨款是完全不可能的。于是,不甘放弃的她只能从纸面研究开始了。
从飞行器的发展史来看,热气球是最早的飞行器,结构简单、价格低廉。不过,热气球是无动力的飞行器,只能自由的飘在空中,虽然通过一些设计可以获得一定的操纵性,不过是在只能是奢侈品,毫无用处,指望这样的设计是没办法说服执委会的。热气球之后,就是飞艇了。飞艇在飞机出现之前曾经广泛的作为飞行器在军事和民用领域广泛的使用着,所以,如果能再现齐柏林飞艇那样的庞然大物,通过飞艇来进行长距离运输,或许还能说服执委会。
早期的飞艇气囊里都是易燃易爆的氢气,齐柏林飞艇最终也是因为一次惨烈的氢气爆炸而黯然退出历史的舞台。所以,氢气飞艇是决不能使用的,实际上元老院十年内也不可能有氢气可以供使用。那么,难道要做氦气飞艇吗?虽然氦气作为惰性气体很安全,不过,我国全国的氦气储量都很少,而且开采困难。所以,常见的两条路都是行不通的,也因为这样,很多元老甚至认为有了固定翼飞机也造不出飞艇的。不过,作为一个资深的航空器爱好者,纳兰傲雪知道,还有一种方法可以让飞艇飞起来:向气囊里的空气加热。
热空气比冷空气轻,这个大家都知道,也知道热气球是利用这一原理飞上天的。但是,到底轻了多少呢?在大图书馆查阅了许多资料后,纳兰傲雪得出了一个大致的参考值:将空气加热到100℃的时候,每立方米热空气能产生3.14牛顿的空气浮力。有了这样的一个数字,粗略一算,计划中能够载重50吨的热气飞艇大约需要250米的长度!要知道历史上最大(长)的兴登堡号飞艇也才堪堪244米的身躯。几经取舍,最终只好将飞艇的载重能力下调到10吨左右的数字。
通过估算,考虑到元老院很多原材料都不能自产,初步制定的结构方案如下:采用硬式飞艇结构,内部气囊使用四层棉布叠加用米浆粘合,外部壳体使用6mm厚的轻木片拼接制作,内部使用铁质骨架,使用蒸汽机驱动四副直径1米的螺旋桨作为动力。有了这些基本目标,下一步就是具体才参数计算和发动机等设备的选型了。
首先当然还是要一头扎进大图书馆,通过查找旧时空带来的各种技术资料,纳兰傲雪意外的找到了许多20世纪热气飞艇的设计资料。通过对这些资料的借鉴,热气飞艇不再像一般热气球那样有明火在外部了。燃烧过程被限制在了气囊的内部,通过燃料管线将燃料和空气输送到气囊内并混合,燃料的热力被最大限度的利用了,同时,燃烧环境相对的稳定使得火焰不会意外引起火灾的危险。
为了产生足够的升力,飞艇内部设置了四个直径28米的主气囊和两个直径25米的副气囊,总共有62,420立方米的容积,能产生约20吨的空气浮力。不过,由于材料限制,这些气囊本身就重达1.3吨。为了将这些气囊连接起来,并安置驾驶舱、货仓等结构,整个飞艇由一个铁质铆接骨架支撑,由于高强度钢还遥遥无期,使用这些土法的材料只能加大安全系数,最终,钢结构的飞艇骨架也达到了3.6吨之重。为了减少空气阻力,也为了保守飞艇的秘密,在艇体最外边是一层用6毫米轻木片制成的硬质外壳,之所以选择了6毫米这样一个在后来被木材厂批判的体无完肤的厚度,主要还是为了控制重量,毕竟即使这样一个木壳子也重达4.4吨,成了全艇重量最大的份额。咨询了机械组元老的意见后,飞艇的主发动机选择了临高自产的100马力蒸汽机作为主动力,通过一套精心设计的传动系统,驱动飞艇艇身上的4副直径1米的4叶螺旋桨。为了加热气囊里的空气,飞艇还在动力舱搭载了一台煤气发生器,产生的煤气经过管道输送给设在6个气囊内的燃烧器,为了防止煤气泄漏造成事故,煤气管道外部同轴设置了一个空气输送管道,大量新鲜空气一方面被用来供应燃烧器燃烧,一方面被用来带走少量可能泄漏的煤气,极大的提升了安全性。通过用从旧时空带来的电脑进行的流体力学分析,设计中这个长达150米,直径28米的大家伙,能够在蒸汽机的驱动下达到10节左右的速度,不输给海上那些机帆船。这样一套动力系统需要不时的加煤,所以,飞艇没有考虑携带太多燃料,设计中只携带了大约够两天使用的13吨燃煤,不过已经足够从临高经过28个小时的飞行飞到广州了。可以说,能够快速的抵达元老院目前控制的任何地方。
经过断断续续一年多的理论实验和模型验证,纳兰傲雪终于拿着她的飞艇设计方案来到了元老院。不过,这个时候大家正忙着广东攻略作战,各方面都在焦头烂额的忙里忙外,她的提案完全被忽视了就。直到广东局势基本稳定,人们才又一次在她的耐心提醒下发现了这样一份提案。飞艇?一时间各个部门都觉得有些转不过弯来,这东西能飞起来么?这东西安全么?这东西有什么用?这东西怎么造?……一时间,长时间埋头在象牙塔里的纳兰傲雪第一次发现事情远不是她之前想象的那样简单。
……
未完待续
明天晚上我会继续填坑,各位看官不要走开哦!
2018年07月24日 16点07分 1
level 7
最近也想写飞艇的同人,有几个问题想请教下楼主[滑稽]。做硬式飞艇的话木片和铁架的结构强度够不够支持150米的跨度,而且米浆棉布的漏气率很高,怎么解决向气囊内泵入空气的问题,还有,用蒸汽机做动力源会不会太重了[滑稽]
2019年04月14日 06点04分 10
作为刚性结构来说,150米的刚结构保持自身稳定其实是可以的,不过飞艇需要尽可能减少重量,所以可以适当放宽标准,在设计时预留一定的变形量设计成柔性结构,在地面各部分各自由地面支撑,在空中各个独立的飞艇气囊可以提供局部升力,从而既保证了整体结构完整,又避免了局部风切变造成的结构损害
2019年04月14日 11点04分
至于气囊漏气的问题,实际上热气飞艇不需要额外的向气囊内泵入空气,首先,气囊的下部是存在开放的开口的,虽然开口被包覆于木质外壳板内,但是木质外壳板本身并不是气密结构,空气可以依靠气压自然流动,上部低压的热空气溢出气囊,下部不断有相对高压的冷空气补充,从而产生竖直向上的空气流场……
2019年04月14日 11点04分
这样的流场相当于上升气流,会带来升力……
2019年04月14日 11点04分
至于蒸汽机嘛,说实话,本贴最大的金手指就在这了……首先就是功率重量比的问题,好在对于飞艇来说这个并不致命,毕竟蒸汽机只是提供向前的推进功率,大不了慢点……不过后来的深入了解下,发觉临高位面的蒸汽机功重比低于本贴的预期,按照那样低下的功重比,这飞艇大概只能和走路比快……
2019年04月14日 11点04分
level 7
为啥什么也没有了
2019年04月14日 13点04分 11
本短文字已经并入另一个同人文独角兽设计局了,不过目前也只能龟速更新……实在抱歉……
2019年04月14日 13点04分
level 1
专业带单6年了[酷]
2019年04月17日 06点04分 12
level 14
谁挖坟啊[阴险]
我看楼主,数学不及格啊。还写啥啊?[阴险]
说是设计浮力20吨。结果,钢结构+木壳+气囊+煤炭 就是3.6+4.4+1.3+13=22.3吨了。这还没算蒸汽机,煤气发生器,燃烧器,管道,吊篮,螺旋桨,操纵装置,淡水,机组人员,有效载荷,这些重量呢。
楼主是打算,造出个,呆在地上的大气球吗?[阴险]
2019年05月11日 10点05分 16
设计载重浮力20顿而已……前面有人提过哦……
2019年05月11日 10点05分
顺带一提,数学领域……你想说比我强至少数学专业大能才行……
2019年05月11日 10点05分
@Null84 飞艇内部设置了四个直径28米的主气囊和两个直径25米的副气囊,总共有62,420立方米的容积,能产生约20吨的空气浮力。[阴险]这谁写的[阴险]
2019年05月11日 10点05分
@行星光环 恩,记错了,是总重20吨……这里面记得是有写错一个分系统重量的小数点……顺带确认了一下,是另一个同名帖子里有人问的……抱歉
2019年05月11日 10点05分
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